Name: 測定と原子状水素と二原子分子のAlO、Cの分析 2、CN、およびTiOスペクトラ 次のレーザー誘起光学破壊 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-14T14:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: 学ぶレーザー誘導破壊分光法による時間分解原子・分子スペクトル測定。1064nmパルスレーザーでプラズマを生成し、AlO、C₂、CN、TiOの発光を時系列解析して電子密度と温度を決定する手法を解説。

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著者は、二原子分子線強度の計算についての関心と議論のために氏JO Hornkohlに感謝します。この作品は、テネシー大学宇宙研究所のレーザ用アプリケーションのためのセンターではサポートの部分である。

1。光学系のセットアップ<ol><li> 1064nmの波長の光を透過し、ビームダンプに、他のすべての過渡レーザ放射を反射することができ、レーザの出口でのビームスプリッタを配置する。 </li><li>ビームスプリッターで反射レーザ放射の一部を記録するために、高速PINフォトダイオード検出器を配置する。 YAGレーザ装置：ファンクション·ジェネレータとノースダコタ州でQスイッチングの発生によってトリガに対する光パルスを監視するための同軸ケーブルでオシロスコープにこの検出器を接続します。 </li><li>分光器のスリットにビームを平行に配置するために3赤外線の反射鏡の位置を合わせます。 </li><li>分光器のスリットに光学破壊プラズマ並列を生成するためにビームを集束させる並進ステージの上のレンズを配置します。スリット上にプラズマを画像化する目的で、2枚の石英レンズを合わせます。 2焦点レンズが最適に最終レンズがアパーチャを持っている意味、分光器の設計と一致分光器の内部の光学系のF＃と同じAF＃を達成するTURE。 </li><li> 380ナノメートル以上の測定では、380 nm以下の放射線を遮断する目的で、カットオンフィルター2レンズの間に配置します。カットオンフィルタは、測定されたスペクトルと（、格子の2次まで）の可能な紫外線の寄与を抑制します。 </li></ol> 2。データ収集の設定<ol><li> 10ヘルツを取得するために特注の除算5の回路に50 Hzの三角波を提供する波形ファンクションジェネレータを接続します。光マルチチャネルアナライザ（OMA）は、50ヘルツ及びNdのフラッシュランプで運転される：YAGレーザを同期的に10Hzで動作される。一つは、同様にパルスレーザ放射のレートで同期して動作する、OMAの代わりにICCDを使用することができます。 </li><li>デジタル遅延発生器に特注の除算回路5の出力の1を接続します。 CONTにYAGフラッシュランプと他の出力のNd：を同期させるために1つの出力を使用してください線形ダイオードアレイと光増圧器マルチチャネルアナライザのトリガをROL。繰り返しますが、代わりに激化線形ダイオードアレイと、OMAの一つは、ICCDを使用することができます。 </li><li>オシロスコープにパルス発生器にレーザ装置の調整可能なトリガ出力を中継する。パルスレーザ放射が光学破壊の発生又はレーザーアブレーションのために利用できるときに、オシロスコープを監視するために使用される。 </li><li>激化線形ダイオードアレイにデジタルパルス発生器の高電圧出力を接続する。 </li><li>オシロスコープにパルス発生器の他方の出力に接続します。 </li><li> OMAに激化線形ダイオードアレイの出力を接続します。 </li></ol> 3。同期および測定<ol><li>出力に50±1 Hzで動作する三角パルス波形ファンクション·ジェネレータを設定します。このファンクションジェネレータは、マスタ周波数を提供します。特注除算個回路とデジタル遅延発生器は、交流のために使用されるバーテンの同期。 </li><li>水冷システムとレーザ装置の電源を開始する。レーザーをアクティブにします。 </li><li>次のように分光器スリットの前方の領域にYAGレーザ：レーザ放射がNdを出口開口部から移動するまでの時間を決定する光路の距離を測定し、光速を用いた通過時間を計算する。次の工程でゲート遅延時間を設定し、この通過時間を占める。 </li><li>デジタルパルス発生器に、光学破壊又はレーザアブレーションパルスから測定用のゲート幅、遅延時間を設定し、遅延時間を監視するために、オシロスコープを使用。遅延時間は、故障が発​​生した後に、データ収集のために待機する時間を決定します。ゲート幅はダイオードアレイは、プラズマ放射線にさらされる時間を決定します。 </li><li>空気中の光学破壊を発生させる、および/またはアブレーションが発生するような翻訳ステージにサンプルを置く。画像分光器のスリットの上にマイクロプラズマ。 </li><li>激化線形ダイオードアレイと光マルチチャネルアナライザ（またはICCD付き）で測定と記録データを開始します。 </li></ol> 4。波長較正<ol><li>ネオン、水銀、水素ランプ：標準較正ランプからレコードスペクトル。プラズマが生成された場所に置か灯に実験装置を使用してください。 </li><li>ランプからの既知の波長を用いて、画素波長の対応関係を得るために、直鎖状または立方フィットを行う。正確なキャリブレーションの目的は、通常のスペクトルの測定に関連する非線形性を補正することである。 </li><li>興味のあるH、C 2、CN、およびTiOスペクトル領域のためのキャリブレーションを繰り返します。 </li></ol> 5。強度較正<ol><li>タングステンキャリブレーションランプの電源を入れ、ウォームアップするのを待つ。 </li><li>アクティブランプの温度を測定する光高温計を使用しています。 </li><li> Rへの実験装置を使用してくださいアクティブランプのスペクトルをECORD。 </li><li>入力パラメータとして測定された温度を使用して、プランクの放射則から黒体曲線を計算する。 </li><li>アクティブランプのスペクトルに計算されたカーブにフィット。計算された曲線からで記録された強度の要因を決定します。検出器の波長依存感度のために記録スペクトルを修正するためにこれらの要因を適用します。 </li><li>分光器を使用した地域ごとにこれを繰り返します。 </li></ol> 6。データ転送<ol><li>ファイル転送にメディアを準備します。 </li><li>各データ測定のために、媒体上に記録します。 </li><li>この培地を取り、仕事用のコンピュータに上のファイルをアップロードしてください。 </li></ol> 7。準備を提出<ol><li>各ファイルのために、切片を、記録されたデータを含むもの、およびスタート波長とデータポイントあたりの平均波長シフトを指定する他にそれを解析する。 </li><li>合わせて、新しいファイルを作成するために、これらのセクションを使用記録されたデータとの波長が。 </li></ol> 8。二原子分子分析<ol><li>波長ファイルと対応する線強度ファイルを選択します。 </li><li>オフセットベースラインを選択します。 <ol><li>オフセットは、一定の線、または二次であるかどうかを設定します。 </li><li>固定または可変のどちらかの値に対応する係数を設定します。 </li></ol></li><li>固定または様のいずれかになりますどちらも解像度と温度を設定します。 </li><li>測定されたスペクトルにフィットするように、合成スペクトルに対する適合度の許容値を設定。 </li><li>ネルダー·ミードアルゴリズムを用いた実験スペクトルと計算されたフィット。 </li><li>各測定のために計算されたスペクトルの最良のフィッティングパラメータを用いて、使用される様々な時間遅延及びゲート幅で観測マイクロプラズマパラメータを推測できる。 </li></ol>

<ol><li>Miziolek, A. W., Palleschi, V., Schechter, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMiziolek%2C+AW+%22Laser+Induced+Breakdown+Spectroscopy%22">Laser Induced Breakdown Spectroscopy</a>. , Cambridge University Press. New York. (2006).</li>
<li>Cremers, D. E., Radziemski, L. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCremers%2C+DE+%22Handbook+of+laser-induced+Breakdown+Spectroscopy%22">Handbook of laser-induced Breakdown Spectroscopy</a>. , John Wiley. New York. (2006).</li>
<li>Singh, J. P., Thakur, S. N. Laser Induced Breakdown Spectroscopy. , Elsevier Science. New York. (2007).</li>
<li>Hahn, D. W., Omenetto, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+breakdown+spectroscopy+%28LIBS%29%2C+Part+I%3A+review+of+basic+diagnostics+and+plasma-particle+iterations%3A+still-challenging+issues+within+the+analytical+plasma+community%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part I: review of basic diagnostics and plasma-particle iterations: still-challenging issues within the analytical plasma community.</a> Appl. Spectrosc. 64, (2010).</li>
<li>Hahn, D. W., Omenetto, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+breakdown+spectroscopy+%28LIBS%29%2C+Part+II%3A+review+of+instrumental+and+methodological+approaches+to+material+analysis+and+applications+to+different+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part II: review of instrumental and methodological approaches to material analysis and applications to different fields.</a> Appl. Spectrosc. 66, 347 (2012).</li>
<li>Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+and+molecular+emissions+in+laser-induced+breakdown+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+B%22%5BJournal%5D)">Atomic and molecular emissions in laser-induced breakdown spectroscopy.</a> Spectrochim. Acta Part B. 79, 4-16 (2013).</li>
<li>Konjević, N., Lesage, A., Fuhr, J. R., Wiese, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Stark+widths+and+shifts+for+spectral+lines+of+neutral+and+ionized+atoms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Ref.+Data%22%5BJournal%5D)">Experimental Stark widths and shifts for spectral lines of neutral and ionized atoms.</a> J. Phys. Chem. Ref. Data. 31, 819-927 (2002).</li>
<li>Oks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stark+broadening+of+hydrogen+and+hydrogen-like+spectral+lines+in+plasmas%3A+the+physical+insight%5BTitle%5D)+AND+%22Alpha+Science+Int%22%5BJournal%5D)">Stark broadening of hydrogen and hydrogen-like spectral lines in plasmas: the physical insight.</a> Alpha Science Int. , Oxford. (2006).</li>
<li>Parigger, C. G., Dackman, M., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+spectroscopy+measurements+of+hydrogen-alpha%2C+-beta%2C+and+-gamma+emissions%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Time-resolved spectroscopy measurements of hydrogen-alpha, -beta, and -gamma emissions.</a> Appl. Opt. 47, (2008).</li>
<li>Parigger, C. G., Oks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+Balmer+series+spectroscopy+in+laser-induced+breakdown+plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Hydrogen Balmer series spectroscopy in laser-induced breakdown plasmas.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 13-23 (2010).</li>
<li>Lucena, A. D., Tobaria, L. M., Laserna, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+challenges+and+insights+in+the+detection+and+spectral+identification+of+organic+explosives+by+laser+induced+breakdown+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+B%22%5BJournal%5D)">New challenges and insights in the detection and spectral identification of organic explosives by laser induced breakdown spectroscopy.</a> Spectrochim. Acta Part B. 66 (1), 12-20 (2011).</li>
<li>Swafford, L. D., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+hydrogen+Balmer+Series+lines+following+laser-induced+optical+breakdown+in+laboratory+air%5BTitle%5D)+AND+%22Accepted%2C+Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Measurement of hydrogen Balmer Series lines following laser-induced optical breakdown in laboratory air.</a> Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).</li>
<li>Hornkohl, J. O., Nemes, L., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectroscopy+of+Carbon+Containing+Diatomic+Molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Spectroscopy%2C+Dynamics+and+Molecular+Theory+of+Carbon+Plasmas+and+Vapor%22%5BJournal%5D)">Spectroscopy of Carbon Containing Diatomic Molecules.</a> Spectroscopy, Dynamics and Molecular Theory of Carbon Plasmas and Vapor. Nemes, L., Irle, S. , World Scientific. Singapore. 113-165 (2011).</li>
<li>Parigger, C., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diatomic+molecular+spectroscopy+with+standard+and+anomalous+commutators%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Diatomic molecular spectroscopy with standard and anomalous commutators.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 25-43 (2010).</li>
<li>Parigger, C. G., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computation+of+AlO+emission+spectra%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta+Part+A%22%5BJournal%5D)">Computation of AlO emission spectra.</a> Spectrochim. Acta Part A. 81, 404-411 (2011).</li>
<li>Hermann, J., Peronne, A., Dutouquet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+TiO-%CE%B3+System+for+temperature+measurements+in+laser-induced+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+B%3A+At.+Mol.+Opt.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of the TiO-γ System for temperature measurements in laser-induced plasma.</a> J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 34, 153-164 (2001).</li>
<li>Woods, A. C., Parigger, C. G., Hornkohl, J. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+and+analysis+of+titanium+monoxide+spectra+in+laser-induced+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Measurements and analysis of titanium monoxide spectra in laser-induced plasma.</a> Opt. Lett. 37, 5139-5141 (2012).</li>
<li>Witte, M. J., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+and+analysis+of+carbon+Swan+spectra+following+laser-induced+optical+breakdown+in+air%5BTitle%5D)+AND+%22Accepted%2C+Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Measurement and analysis of carbon Swan spectra following laser-induced optical breakdown in air.</a> Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).</li>
<li>Surmick, D. M., Parigger, C. G., Woods, A. C., Donaldson, A. B., Height, J. L., Gill, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+emission+Spectra+of+Aluminum+Monoxide+in+a+Solid+Propellant+Flame%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Analysis of emission Spectra of Aluminum Monoxide in a Solid Propellant Flame.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 2-137 (2012).</li>
<li>Woods, A. C., Parigger, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+Temperature+Inferences+Utilizing+the+TiO+A3%CF%86%E2%86%92X3%CE%94+Band+in+Laser-induced+Plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Rev.+Atom.+Mol.+Phys%22%5BJournal%5D)">Time-resolved Temperature Inferences Utilizing the TiO A3φ→X3Δ Band in Laser-induced Plasma.</a> Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 103-111 (2012).</li>
</ol>

すべての著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

時間分解測定プロトコルおよび代表的な結果は、さらに、ここで議論されている。それは激化線形ダイオードアレイ及びOMA（又はICCD）の50Hzの動作周波数で、10Hzの速度で生成されたレーザパルスを、同期させることが重要である。さらに、レーザパルスと強く線形ダイオードアレイ（あるいはICCD）のゲートの開口部の正確なタイミングが重要である。実験の概略図に示される波発生器は、レーザパルスを同期するために使用され、光マルチチャネルアナライザを用いて達成される線形ダイオードアレイの読み出しが強化される。パルス発生器は、測定のための時間遅延を調節するのに利用される。 インテンシファイアゲートオープンウィンドウの中央にレーザーパルスの時間的なオーバーラップが初期ゼロ時間遅れ、= 0 T 遅延に対応する。発光スペクトルの時間変化から、時間遅延を決定する努力において光学破壊が変化する。初期プラズマが生成された後、例えば、水素アルファ線は0.4秒まで、空気の絶縁破壊イベントで見ることができない。発光スペクトルの測定は、波長と強度キャリブレーションを必要とする。...

レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）技術1-5は、原子6月12日でのアプリケーションやレーザー照射で発生したプラズマ13から20の分子の研究を持っている。時間分解分光法は、プラズマの過渡特性の決定のために必須である。名前が、2つのプラズマパラメータの温度及び電子密度、プラズマ絶縁破壊の合理的な理論モデルが利用可能に設けられて測定することができる。原子·分子の排出量からの自由電子放射の分離は、私たちは正確に過渡現象を探索することができます。特定の時間窓に着目し、1は、プラズマ崩壊を「フリーズ」し、それによって正確な分光学的フィンガープリントを取得することができます。 LIBSは、様々な用途があり、現場で公開する研究者数で測定した場合、最近、LIBS診断への関心はかなりの増加を示しています。ピコとフェムト秒生成されたマイクロプラズマは継続中である研究の関心は、しかし、歴史的に実験的なLIBS配置はナノ秒レーザー照射を利用する。 図1に、レーザ誘起ブレークダウン分光法の典型的な実験装置が表示されます。このプロトコルでは、初期ビームのための機能の破壊エネルギーは1064ナノメートルの赤外線波長で、75ミリジュールパルスのオーダーである。必要に応じて、このパルスエネルギーを調整することができる。プラズマが分光器で分散させ、激化2次元の電荷結合素子（ICCD）上に結像あるいは強く線形ダイオードアレイとOMAまたは、で測定され、図2は、時間分解実験のためのタイミング図を示してパルス状の同期化読み出し、レーザパルストリガ、レーザ火災、及びゲートオープン遅延を有するレーザ放射。 成功した時間分解分光法は、様々な校正手順が必要になります。これらの手順は、バック、波長校正を含むグランド補正、および最も重要なことは、検出器の感度補正を行う。感度は、データが測定され、モデル化されたスペクトルの比較のために重要である修正しました。信号対雑音比の増加のために、複数のレーザ誘起ブレークダウンイベントが記録される。

<table><tbody><tr><td>カスタムボックス</td><td>UTSI</td><td>なし信号</td><td>分周器とコンディショナー。これの代わりにオシロスコープを使用できます。</td></tr><tr><td>4チャンネルデジタル遅延/パルス発生器</td><td>Stanford Research Systems, Inc.</td><td>モデル DG535</td><td>企業: Tequipment, diyAudio</td></tr><tr><td>4 チャンネル カラー デジタル蛍光体 オシロスコープ</td><td>Tektronix</td><td>TDS 3054</td><td>500 MHz - 5 GS/sec, 企業: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology</td></tr><tr><td>Wavetek FG3C Function Generator</td><td>Wavetek</td><td>FG3C</td><td>企業: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision</td></tr><tr><td>Nd:YAG Laser</td><td>Quanta-Ray</td><td>DCR-2A(10) PS</td><td>レーザー放射線、クラスIV.&nbsp;企業:ラムダフォトメトリクス、コンティニュアム、楕円、ニューポート</td></tr><tr><td>Siバイアス検出器</td><td>Thorlabs</td><td>DET10A / M</td><td>200-1,100 nm、ND10A反射フィルター付き。企業: キャンベラ, Edmund Optics</td></tr><tr><td>Nd:YAG Laser Line Mirror, 1,064 nm</td><td>Thorlabs</td><td>NB1-K13</td><td>企業: Edmund Optics, Newport</td></tr><tr><td>1 in Fused Silica Bi-Convex Lens, uncoated</td><td>Newport</td><td>SBX031</td><td>企業: Edmund Optics, Thorlabs</td></tr><tr><td>2 in Fused Silica Plano-Convex Lens, uncoated</td><td>Newport</td><td>SPX049</td><td>Convex lens, f/4.&nbsp;企業: Edmund Optics, Thorlabs</td></tr><tr><td>Spectrograph</td><td>Instruments S.A. division Jobin-Yvon</td><td>HR 640</td><td>企業: Andor, Newport, Horiba</td></tr><tr><td>Spectrograph</td><td>Instruments S.A. division Jobin-Yvon</td><td>Model 980028</td><td>Spectrograph</td></tr><tr><td>Mega 4000</td><td>Mega</td><td>Model 129709</td><td>Spectrograph</td></tr><tr><td>用マニュアルおよび電子コントローラー コンピュータインターフェースGateway 2000 Crystal Scan 1024 モニタ</td><td>コンピュータ インターフェイス用</td><td>Gateway</td><td>PMV14AC</td> モニタ</tr><tr><td>20 MHz オシロスコープ</td><td>BK Precision</td><td>Model 2125</td><td>企業: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology</td></tr><tr><td>6040 Universal Pulse Generator</td><td>Berkeley Nucleonics Corporation</td><td>Model 6040</td><td>企業: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers</td></tr><tr><td>6040ユニバーサルパルスジェネレータへの独立したコンポーネント</td><td>Berkeley Nucleonics Corporation</td><td>Model 202 H</td><td>6040ユニバーサルパルスジェネレータ</td></tr><tr><td>ICCDカメラ</td>への独立したコンポーネント <td>&G PARC</td><td>Model 46113</td><td>企業: Andor、Standford Computer Optics、LaVision、浜松</td></tr><tr><td>OMA III</td><td>EG&G Parc</td><td>Model 1460</td><td>スペクトルデータの取得と分析。ユニットは製造中止になり、コンピューターにインストールされたソフトウェアに置き換えられました。</td></tr></tbody></table>

測定と原子状水素と二原子分子のalo、cの分析<sub&gt; 2</sub&gt;、cn、およびtioスペクトラ[次のレーザー誘起光学破壊

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

本研究では、レーザ誘起光学破壊の後に、原子や二原子スペクトルの時間分解測定を提示する。典型的なLIBS装置が使用される。 1064ナノメートルの基本波長で10Hzの周波数でYAGレーザー：ここでは、Ndをを運営しています。 190ミリジュール/パルスのanenergyと14ナノ秒のパルスは光学破壊や空気中のレーザーアブレーションからプラズマを生成するために、50μmのスポットサイズに焦点を当てている。 0.6マイクロメートル分光器の入射スリット上に結像され、スペクトルが強く線形ダイオードアレイと光学マルチチャネルアナライザ（OMA）またはICCD格子1,800本/ mmのを使用して記録される。興味深いのは、電子密度を推論する水素バルマー系列のシュタルク-広がっアトミック線である。我々はまた、アルミニウム一酸化炭素（のAlO）の二原子発光スペクトルからの温度測定値に手の込んだ、炭素（C 2）、シアン（CN）、およびチタン、一酸化チタン（TiO）。 実験手順は、Wavelengthと感度校正。記録された分子のスペクトルの分析は、表に線強度とのデータのフィッティングによって達成される。さらに、モンテカルロ型シミュレーションの誤差を推定するために実行される。時間分解測定が一般的にLIBSで遭遇過渡プラズマために不可欠です。

LIBSを十分にプラズマを形成するために、試料をイオン化するパルスレーザ放射を使用する。固体表面上のレーザアブレーションを試料の表面上にプラズマを生成する一方、ガス状物質のレーザー誘起ブレークダウンは、励起ビームの焦点領域を中心とするプラズマを生成します。プラズマは、ナノ秒パルスの絶縁破壊100 GW / cm 2のオーダーで光放射を集束することによって生成される。レーザーアブレーションプラズマを生成するために、典型的には1 GW / cm 2では十分すぎるほどである。誘導プラズマ放射は、分光計によって分散される。唯一の光学破壊から特定 ​​の遅延時間のために、原子や二原子スペクトルがよく発達している。3-7代表的な結果を示している。 初期のプラズマ崩壊では、原子の線は背景放​​射が減少自由電子のように進化しています。次に、主として、再結合、分子スペクトルを記録することができる。 experimen中TS、線形ダイオードアレイのインテンシファイアを...

時間分解原子·二原子分子種は、ライブラリを使用して測定している。スペクトルは、Ndを有する光学破壊プラズマの発生後の様々な時間遅延で収集される：YAGレーザ放射および電子密度及び温度を推測するために分析される。

測定と原子状水素と二原子分子のAlO、Cの分析<sub&gt; 2</sub&gt;、CN、およびTiOスペクトラ[次のレーザー誘起光学破壊

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

本実験の全体的な目的は、レーザー誘起スパークの発生後に生じる原子および／または分子放出の時間分解分光シグネチャを測定し、分析することです。これは、波長1064ナノメートルのパルスレーザー放射をターゲット領域に集光させ、空気中でのブレークダウンまたはサンプルのアブレーションを行うことで達成されます。次に、光学的なプラズマ生成から検出器までの遅延時間を調整し、時間分解された原子および／または分子スペクトルを測定します。次に、実験結果をまとめるため、記録されたデータの波長と強度の校正を行います。理論予測との比較により、この手法を用いて二原子分子の再結合スペクトルから温度を決定できること、およびプラズマ中の原子種および分子種の経時的な変化を研究できることが示されました。電気放電などの既存の手法に対するこの手法の主な利点は、レーザー誘起光学ブレークダウンが比較的容易に実施できる点にあります。この手法は、可燃性液体、固体、および気体のレーザー点火など、燃焼分野における重要な課題の解決に役立ちます。また、原子および分子スペクトルは、燃焼プロセスの理解に有用です。この手法はレーザー誘起現象への洞察を提供するだけでなく、パルス蒸着などの他のシステムにも適用可能です。さらに、詳細な分光分析は天体プラズマの理解に寄与します。一般的に、この手法に慣れていない人は、波長校正と強度校正において高い精度を実現し、正確なタイミングを確保し、実験データで良好な信号対雑音比を得る必要があるため、習得に苦労します。そのため、この手法を視覚的に実演することが不可欠です。初期の時間分解測定の手順は、競合するさまざまなプラズマダイナミクス現象があるため習得が困難です。本実験の構成要素は2台の光学定盤に分けて配置されており、一方の定盤にレーザーを、もう一方の定盤に分光計を設置します。このセットアップの概要は、こちらの概略図に示されています。実験を開始するには、ネオジウムYAGレーザーを使用し、その出力を1064 nanometerの光を透過させるビームスプリッターに向けます。ビームスプリッターで反射したレーザー放射の一部を記録するために、PIN高速フォトディテクターを使用してください。このフォトディテクターを同軸ケーブルでオシロスコープに接続し、光パルスをモニタリングします。ビームスプリッターの後、赤外線反射ミラーを直線上に配置し、ビームを分光計のスリットと平行にします。このミラーにより、ビームはスリットと平行に集光素子へと導かれます。トランスレーションステージ上に配置したレンズを使用してビームを集光し、分光計のスリットと平行に光学ブレークダウンプラズマを発生させます。次に、380ナノメートル以上の測定を行うため、スリット上のプラズマを像結像させる2枚の石英レンズを光軸合わせします。2枚のレンズの間にカ

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工学

土壌模擬上のLIBS検出機能は、パルスエネルギーおよびタイミングパラメータの範囲を用いて試験した。較正曲線は、異なるパラメータの検出限界および感度を決定するために使用された。一般に、これらの結果は、より低いパルスエネルギー及び非ゲート検出を用いた検出能力の有意な減少がないことを示した。...

土壌模擬を使用したパルスエネルギーおよびタイミングパラメータにレーザー誘起ブレークダウン分光法の結果の依存性

薄い臓器や腫瘍組織で実行レーザー誘起ブレークダウン分光法は、成功したGd系ナノ粒子から発行された自然の要素と人工的に注入されたガドリニウム（Gd）を検出しました。化学元素の画像が100μmであり、定量的なサブミリ感度の解像度に達した。標準的な光学顕微鏡法を使用してセットアップの相溶性が同じ生物学的組織の複数の画像を提供するためのその可能性を強調している。...

レーザー誘起ブレークダウン分光法：臓器組織内のナノ粒子のマッピングと定量化のための新たなアプローチ

新しいアブレーション材料とその数値モデリングの開発には、広範な実験的調査が必要です。このプロトコルでは、プラズマ流における材料応答の特性評価の手順を説明しています。その中核となる手法は、発光分光法による反応性境界層の化学的性質とともに材料の後退を追跡する非侵入型手法です。...

プラズマトロン内のアブレーション材料試験中の放射分光境界層調査

高解像度のクーロン爆発イメージングセットアップを使用して、分子回転波パケットのリアルタイムムービーを作成するためのプロトコルを提示します。...

レーザー駆動の超高速分子回転のダイレクトイメージング

小さな光学活性種クーロン爆発イメージングは、個々...

立体異性体を区別するためのツールとしてクーロン爆発イメージング

パルス レーザー堆積法とその場でマグネトロンスパッタ リングの組み合わせを使用して金属/そこで3/SrTiO3ヘテロ構造を作製します。磁気伝導特性とその場での x 線光電子分光実験を通じて、我々...

成長と静電/化学特性の金属/そこで3/SrTiO3ヘテロ構造

ここでは、提案する、柱状の光励起分子中の局所構造の変形の観察を可能にする時間分解赤外振動分光法、電子回折の差分検出解析のプロトコル液晶、原子の視点を与える構造とこの光活性物質の動態との関係。...

光応答性液晶の構造ダイナミクスを観察する手法

真空誘導溶融の間、レーザー誘起分解分光法は、溶融合金の主成分要素のリアルタイム定量分析を行うために使用されます。...

レーザー誘起分解分光法による真空誘導融解の定量分析

分子解離は、多原子のラジカル陽イオンに超高速の振動コヒーレンスをプロービングのためのプロトコルを提案します。...

強いフィールド断熱イオンとラジカル陽イオン多原子の超高速振動コヒーレンスの測定

ここでは、高分子安定剤を使用して、基底状態および過渡吸収スペクトルの散乱が著しく減少する金属有機フレームワーク(MOF)懸濁液を調製します。これらのMOF懸濁液により、プロトコルはMOFを分光的に特徴付けて解釈可能なデータを生成するためのさまざまなガイドラインを提供します。...

金属有機フレームワークの分光測定を行うための技術ガイド

学ぶレーザー誘導破壊分光法による時間分解原子・分子スペクトル測定。1064nmパルスレーザーでプラズマを生成し、AlO、C₂、CN、TiOの発光を時系列解析して電子密度と温度を決定する手法を解説。

測定と原子状水素と二原子分子のAlO、Cの分析

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